DE69103326T2

DE69103326T2 - Filteranordnungen.

Info

Publication number: DE69103326T2
Application number: DE69103326T
Authority: DE
Inventors: Roger Alexander Buttery; Charles Nicholas Rothwell
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1994-12-01
Anticipated expiration: 2011-05-09
Also published as: EP0456476A1; DE69103326D1; GB9010349D0; JPH04227806A; EP0456476B1; US5286381A; CA2042108A1; ZA913437B; GB2243793A; GB2243793B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Filteranordnungen.
Eine Form einer gewöhnlich verwendeten Filteranordnung weist eine Vielzahl von länglichen Filterpatronen auf, wobei jede Patrone ein Auslaßende hat, das an einer Sammelkammer montiert ist, wobei die Auslässe mit dem Inneren der Sammelkammer kommunizieren. Im Gebrauch wird die gesamte Anordnung in ein Gehäuse eingeschoben, wobei die Sammelkammer ein offenes Ende des Gehäuses schließt. Zu filternde Flüssigkeit wird in das Gehäuse gepumpt, strömt durch die Patronen, durch die Auslässe der Patronen, in die Sammelkammer und tritt dann aus der Sammelkammer aus zur weiteren Verarbeitung.
Es ist früher üblich gewesen, die Sammelkammer in zwei Teilen durch ein Spritzgießverfahren herzustellen. Ein derartiges Verfahren ist besonders geeignet, wo eine sehr wesentliche Anzahl von Sammelkammern produziert werden muß, ist jedoch weniger kostengünstig, wenn die Anzahl herzustellender Sammelkammern klein ist.
Die Verwendung von Sammelkammern, die in zwei Teilen durch Spritzgießen hergestellt sind, weist auch den Nachteil auf, daß eine Verbindung zwischen den zwei Teilen hergestellt werden muß, und das führt zu einem gesonderten Herstellungsverfahren. Wenn die Verbindung nicht ausreichend dicht ist, kann Leckage auftreten.
Gemäß der Erfindung wird eine Filteranordnung geschaffen, die eine Vielzahl von länglichen Filterpatronen, wobei jede Patrone einen Auslaß an einem Ende davon hat, und eine Sammelkammer aufweist, an die die Patronen mit ihren Auslässen in Kommunikation mit dem Inneren der Sammelkammer montiert sind, wobei die Sammelkammer ein einstückiges hohles Kunststoffgießteil ist, das durch ein Schleudergießverfahren hergestellt wird.
Durch Ausbilden der Sammelkammer durch ein Schleudergießverfahren kann das benötigte Bearbeiten viel weniger kostenintensiv als das für einen Formgießprozeß erzeugt werden, und außerdem wird die Kammer in einem Stück hergestellt, was das Erfordernis eines nachfolgenden Herstellungsschrittes umgeht.
Das folgende ist eine detailliertere Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in beispielhafter Weise, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht ist, teilweise im Querschnitt, einer Filteranordnung, die durch eine Sammelkammer und Filterpatronen gebildet ist, und zwar entlang der Linien Z-Z der Figuren 2 und 3,
Figur 2 eine Draufsicht der Sammelkammer der Filteranordnung ist, und
Figur 3 eine Draufsicht der Halteplatte und der Enden der Filterpatronen der Filteranordnung von Figuren 1 und 2 ist.
Bezugnehmend zuerst auf Figur 1 weist die Filteranordnung eine Vielzahl von länglichen Filterpatronen 10, eine Sammelkammer 11 an einem Ende der Patronen 10 und einer Halteplatte 12 an dem gegenüberliegenden Ende der Patronen 10 auf. Eine Stange 13 zum Anbringen einer Hubvorrichtung erstreckt sich durch die Anordnung.
Jede Patrone 10 hat einen Auslaß 14 an einem Ende und ist durch eine Endkappe 15 an dem gegenüberliegenden Ende geschlossen. Drei gleichwinklig beabstandete Rippen 16 stehen von jeder Endkappe hervor, wie es am besten in den Figuren 1 und 3 gesehen werden kann. Die restliche Konstruktion jeder Filterpatrone 10 ist konventionell und wird deshalb nicht im Detail beschrieben.
Wie am besten in Figur 3 gesehen werden kann, können 23 Patronen vorgesehen sein, es können jedoch mehr oder weniger Patronen vorgesehen sein, je nach Bedürfnis.
Die Sammelkammer 11 ist kreisförrnig im Grundriß (siehe Figur 2) mit einem im allgemeinen flachen ovalen Querschnitt (siehe Figur 1). Die Sammelkammer 11 ist durch ein Schleudergießverfahren hergestellt, bei dem ein partikelförmiges Polymer in eine geeignet geformte Schleudergießform eingebracht wird, die dann rotiert und erwärmt wird, um die Sammelkammer 11 zu bilden. Bei Beendigung wird die Form nach einem Abkühlen aufgespalten, und die Kammer wird entfernt.
Die Sammelkammer 11 hat eine gekrümmte innere Oberfläche 17 und eine gekrümmte äußere Oberfläche 18. Die innere Oberfläche 17 wird während des Gießverfahrens mit einer Vielzahl von Öffnungen 19 versehen, die gleich der Anzahl der Patronen 10 ist, und so geformt, daß ein Anbringen der Einlässe 14 der Patronen 10 an die Öffnungen 19 ermöglicht wird. Dieses Anbringen kann durch irgendeine geeignete Einrichtung erfolgen, es ist jedoch bevorzugt, daß eine Verbindung durch eine Heizplattenschweißung erfolgt, um eine permanente Dichtung zu sichern und um die Notwendigkeit von separaten Dichtungen zu eliminieren. Wie aus Figur 1 gesehen werden kann, sind die Patronen mit ihren Achsen parallel zu der Achse 20 der Sammelkammer 11 angeordnet und ssind um diese Achse 20 beabstandet.
Die äußere Oberfläche 18 der Sammelkammer 11 ist mit einer zentralen Vertiefung 21 versehen, die durch die Gießform gebildet wird, wie es am besten in den Figuren 1 und 2 gesehen werden kann, und es sind Löcher 22 in dieser Vertiefung 21 vorgesehen, um einen Auslaß vom Inneren der Sammelkammer 11 zu bilden. Außerdem erstreckt sich ein ringförmiger Metalladapter 23 um die Vertiefung 21 und wird an die Sammelkammer 11 während des Gießens durch die Bildung eines Keils zwischen dem Material der Sammelkammer 11 und einer geformten Rippe 24 des Adapters 23 angebracht. Der Zweck des Adapters 23 ist es, eine Verbindung mit einem Auslaßrohr (nicht gezeigt) zu schaffen, und zu diesem Zweck trägt er eine O-Ringdichtung 25.
Die innere Oberfläche 17 ist auch mit einer zentralen Vertiefung 26 versehen, die wiederum durch die Gießform während des Schleudergießverfahrens gebildet wird. Eine Mutter 27 ist an der Mitte dieser Vertiefung 26 angeordnet und wird an der Sammelkammer 11 während des Schleudergießverfahrens durch Fließen des Materials der Sammelkammer 11 in Ringnuten 28 auf dem Äußeren der Mutter 27 angebracht. Das Gewinde 29 der Mutter 27 ist koaxial mit der Achse 20 der Sammelkammer 11.
Die Stange 13 hat ein Ende 31 in Gewindeeingriff mit der Mutter 27 und weist an ihrem gegenüberliegenden Ende eine Vorrichtung 32 auf, die einen Eingriff mit einer Handhabungsanordnung (nicht gezeigt) erzeugt, um ein automatisches Einpassen und Entfernen der Filteranordnung zuzulassen.
Die Sammelkammer 11 weist auch eine Vielzahl von Stützen 33 auf, die ssich über ihr Inneres erstrecken. Jede Stütze 33 wird während des Schleudergießverfahrens ausgebildet, indem auf dem Inneren der Gießform zwei Vorsprünge vorgesehen werden, die sich in Richtung aufeinander erstrecken, sich jedoch nicht treffen. Wenn der Gießprozeß stattfindet, sammelt sich geschmolzenes Kunststoffmaterial um diese Vorsprünge, und schließlich wird ausreichendes Kunststoffmaterial angesammelt, um die kontinuierliche Stütze 33 zu bilden. Nach dem Gießen werden die Vorsprünge entfernt, so daß die innere und die äußere Oberfläche 17, 18 der Sammelkammer mit jeweiligen zusammenwirkenden Rohren 34 ausgebildet werden, die sich in die Sammelkammer von gegenüberliegenden Seiten erstrecken, wobei jedes Rohr 34 an seinem inneren Ende geschlossen ist und die Enden der zwei Rohre aneinanderstoßen, um die Stütze 33 zu bilden. Die Achsen der Stützen 33 sind parallel zu der Achse 20 der Sammelkammer. Diese Stützen verbessern die Steifigkeit der Sammelkammer und unterstützen den Widerstand gegen äußeren Druck und weisen eine weitere Funktion auf, die nachfolgend beschrieben wird.
Die Halteplatte 12, die am besten in den Figuren 1 und 3 gesehen werden kann, ist mit Löchern 35 versehen, um die Rippen 16 an den Enden der Patronen 10 aufzunehmen. Dies hält den Abstand der Patronen 10. Die Halteplatte 12 hat ein zentrales Loch 36, durch das die Arretiervorrichtung 32 hindurchragt.
Die Halteplatte 12 wird in Lage durch vier Zugstangen 37 gehalten, die aus Nylon sein können. Die Halteplatte 12 ist an jeder Zugstange 37 durch ein Paar Muttern 38 geklemmt. An der Sammelkammer 11 erstreckt sich jede Zugstange 37 in eine Stütze 33, wobei die Enden durch ein Loch 39 in die Enden der zwei Rohre 34 hindurchragen, die die Stütze 33 bilden, und wird durch zwei Muttern 40 in dem Rohr 34 sgehalten, das sich von der äußeren Oberfläche 18 erstreckt, wie es am besten in Figur 1 gesehen werden kann. Die Halteplatte 12 wird somit in einer festen Lage relativ zu der Sammelkammer 11 gehalten.
Eine ringförmige Ablenkplatte 41 (siehe Figur 1) ist um die Kante der Sammelkammer 11 geschweißt und erstreckt sich über die unteren Abschnitte der Patronen 10, und zwar zu dem nachfolgend beschriebenen Zweck.
Im Gebrauch wird die unter Bezug auf die Zeichnung oben beschriebene Filteranordnung in ein Gehäuse (nicht gezeigt) eingefligt, das mit einem Einlaß (nicht gezeigt) versehen ist, wobei der Einlaß benachbart zu der Ablenkplatte 41 ist. Das Gehäuse ist zu der Sammelkammer 11 und ein anzubringender geeigneter Auslaß zu dem Adapter 23 abgedichtet. Die zu filternde Flüssigkeit tritt dann in den Einlaß ein, strömt durch die Filterpatronen 10 und tritt dann durch Filterpatronenauslässe 14, die Öffnungen 19 in der Sammelkammer, die Löcher 22 in der Vertiefung 21 und den Adapter 23 aus. Die Ablenkplatte 41 verhindert, daß die Patronen 10 durch die in den Einlaß in das Gehäuse eintretende Flüssigkeit beschädigt werden.
Wenn die Filterpatronen verbraucht sind, kann das Gehäuse durch Fernsteuerung entfernt werden, und die Hubvorrichtung, die an der Vorrichtung 32 angebracht ist, hebt die Filteranordnung aus dem Gehäuse heraus. Eine derartige ferngesteuerte Handhabung ist notwendig, wenn die Filteranordnung in der Nuklearindustrie verwendet wird. In einem solchen Fall kann dann die gesamte Anordnung zerstört werden.
In der Nuklearindustrie ist der Bedarf nach Filtern nicht hoch. Aus diesem Grunde sind andere Verfahren des Herstellens der Sammelkammer wie z.B. Spritzgießen ökonomisch nicht rentabel. Außerdem erfordert das Spritzgießen, daß die Sammelkammer in zwei Teilen geformt wird, so daß eine zusätzliche Verbindungsoperation nach der Bildung der Teile involviert ist. Bei einem Schleudergießverfahren kann ein differentielles Erwärmen der Gießteile ein lokalisiertes Verdicken der Sammelkammer an jenen Orten ermöglichen, wo die im Gebrauch auftretenden Spannungen wahrscheinlich am größten sind.

Claims

1. Filteranordnung, aufweisend eine Vielzahl von länglichen Filterpatronen (10), wobei jede Patrone (10) einen Auslaß an einem Ende davon hat, und eine Sammelkammer (11), an der die Patronen (10) mit deren Auslässen in Kommunikation mit dem Inneren der Sammelkammer (11) montiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (11) ein einstückiges hohles Kunststoffgießteil ist, das durch ein Schleudergießverfahren geformt wird.

2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (11) im allgemeinen kreisförmig im Grundriß mit einem flachen ovalen Querschnitt ist, um eine gekrümmte innere und eine äußere Oberfläche (17, 18) zu schaffen, wobei die Filterpatronen (10) an der inneren Oberfläche montiert sind und ein Auslaß (21, 22) an der äußeren Oberfläche vorgesehen ist.

3. Filteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche (18) der Sammelkammer (11) mit einer zentralen Vertiefung (21) versehen ist, die mit einer Vielzahl von Löchern (22) ausgebildet ist, um den Auslaß zu der Sammelkammer zu schaffen.

4. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Patronen (10) an die Sammelkammer (11) geschweißt sind.

5. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (11) einen ringförmigen Metalladapter (23) auf deren äußeren Oberfläche (18) um den Einlaß herum beinhaltet.

6. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (11) mindestens eine Stütze (33) einschließt, die sich über das Innere der Kammer (11) erstreckt, um den Widerstand der Kammer (11) gegen Druckkräfte zu verbessern.

7. Filteranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Stütze (33) durch ein Paar Rohre (34) ausgebildet ist, die während des Gießprozesses geformt werden und die sich in die Sammelkammer von gegenüberliegenden Seiten davon erstrecken, wobei jedes Rohr (34) an dessen innerem Ende geschlossen ist und die Enden der zwei Rohre aneinander anstoßen, um die Stütze (33) zu bilden.

8. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stange (13) mit zwei Enden vorgesehen ist, wobei ein Ende an der Sammelkammer (11) angebracht ist und das andere Ende benachbart zu den Enden der Patronen entfernt von der Sammelkammer angeordnet ist, wobei das andere Ende der Stange mit einer Einrichtung (32) zum Anbringen einer Hubvorrichtung versehen ist, durch die der Filter angehoben werden kann.

9. Filteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (13) an der Sammelkammer durch Eingriff mit einem Einschub (27) angebracht ist, der in der Sammelkammer während deren Schleudergießens mit eingebaut wird.

10. Filteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschub (27) in einer zentralen Vertiefung (26) vorgesehen ist, die in der inneren Oberfläche (17) der Sammelkammer ausgebildet ist.

11. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Patronen (10) entfernt von der Sammelkammer geschlossene Enden haben, und wobei eine Halteplatte (12) vorgesehen ist, die in die Enden eingreift, um die räumliche Beziehung der Patronen einzuhalten.

12. Filteranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (12) mit der Sammelkammer durch mindestens eine Zugstange (37) verbunden ist, wobei die oder jede Zugstange (37) an einem Ende an der Halteplatte (12) und an einem gegenüberliegenden Ende an der Sammelkammer (11) angebracht ist.

13. Filteranordnung nach Anspruch 12, wenn abhängig von Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der oder jeder Zugstange (37) in den Rohren (34) aufgenommen ist, die eine Stütze (33) bilden, und relativ zu der Stütze gehalten ist, um die Halteplatte zu positionieren.